JP2009008349A - Gas-liquid separator - Google Patents

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昌和 岡本
Takahiro Ozaki
隆浩 尾崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve separating performance in a case when a carbon dioxide refrigerant is used as a refrigerant in a gas-liquid separator connected with a refrigerant circuit filled with the refrigerant. <P>SOLUTION: This gas-liquid separator 35 in which an inflow pipe 28 for allowing a refrigerant to flow into the container main body 34, a gas outflow pipe 27 for allowing a gas refrigerant to flow out from the container main body 34, and a liquid outflow pipe 29 for allowing the liquid refrigerant to flow out from the container main body 34 are connected with the container main body 34, comprises a separating means 23 for swirling the flow of the refrigerant flowing into the container main body 34 from the inflow pipe 28 and separating the refrigerant into liquid refrigerant and gas refrigerant, a liquid capturing means 12 through which the refrigerant passes from the separating means 23 toward the gas outflow pipe 27 for capturing the liquid refrigerant in the passing refrigerant, and a disorder suppressing means 13 for suppressing disordering of the liquid refrigerant separated by the separating means 23 and accumulated in a bottom portion of the container main body 34. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷媒が充填された冷媒回路に接続される気液分離器に関するものである。   The present invention relates to a gas-liquid separator connected to a refrigerant circuit filled with a refrigerant.

従来より、冷媒が充填された冷媒回路に接続される気液分離器が知られている。気液分離器は、冷媒回路を流通する気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するためのものである。この種の気液分離器は、特許文献１に開示されている。   Conventionally, a gas-liquid separator connected to a refrigerant circuit filled with a refrigerant is known. The gas-liquid separator is for separating a gas-liquid two-phase refrigerant flowing through a refrigerant circuit into a liquid refrigerant and a gas refrigerant. This type of gas-liquid separator is disclosed in Patent Document 1.

具体的に、特許文献１の気液分離器は、タンク本体を備えている。タンク本体には、流入口、気相冷媒流出口、液相冷媒流出口及びオイル戻し穴が形成されている。流入口は、流入した冷媒が旋回するように内壁の接線方向に向けて開口している。また、タンク本体には、タンク本体内を旋回する冷媒を減速させる減速ブレードが形成された遮蔽版が設けられている。   Specifically, the gas-liquid separator of Patent Document 1 includes a tank body. The tank body has an inlet, a gas-phase refrigerant outlet, a liquid-phase refrigerant outlet, and an oil return hole. The inflow port is opened toward the tangential direction of the inner wall so that the inflowing refrigerant turns. Further, the tank body is provided with a shielding plate on which a speed reducing blade for decelerating the refrigerant swirling in the tank body is formed.

この気液分離器では、液冷媒とガス冷媒との密度差によって液冷媒とガス冷媒とが分離されるように、流入した気液二相冷媒を旋回させている。また、気液二相冷媒を旋回させると、タンク本体の底部に溜まる液冷媒にガス冷媒の気泡が生じて、液冷媒に混じってガス冷媒が流出するので、底部の液冷媒に気泡が生じないように遮蔽版を設けている。
特開２００３−２６９８２４号公報 In this gas-liquid separator, the flowing gas-liquid two-phase refrigerant is swirled so that the liquid refrigerant and the gas refrigerant are separated by the density difference between the liquid refrigerant and the gas refrigerant. In addition, when the gas-liquid two-phase refrigerant is swirled, gas refrigerant bubbles are generated in the liquid refrigerant accumulated at the bottom of the tank body, and the gas refrigerant flows out mixed with the liquid refrigerant, so that no bubbles are generated in the liquid refrigerant at the bottom. A shielding plate is provided.
JP 2003-269824 A

しかし、従来の気液分離器は、フロン冷媒が充填された冷媒回路に使用される場合には、液冷媒とガス冷媒とが十分に分離されるが、二酸化炭素冷媒が充填された冷媒回路に使用される場合には液冷媒とガス冷媒とが十分に分離されない。   However, when a conventional gas-liquid separator is used in a refrigerant circuit filled with a chlorofluorocarbon refrigerant, the liquid refrigerant and the gas refrigerant are sufficiently separated, but the refrigerant circuit filled with a carbon dioxide refrigerant is used. When used, the liquid refrigerant and the gas refrigerant are not sufficiently separated.

具体的に、１７．５℃で飽和状態（気液平衡状態）となっている場合において、フロン冷媒の一種であるＲ４１０Ａについての液冷媒とガス冷媒の密度比は２１である一方、二酸化炭素についての液冷媒とガス冷媒の密度比は４．５である。すわなち、二酸化炭素の上記密度比は、フロン冷媒に比べて格段に小さい。このため、気液二相冷媒を旋回させても、液冷媒と密度がガス冷媒とに作用する遠心力の差が比較的小さいので、ガス冷媒から分離される液冷媒の量が、二酸化炭素冷媒の場合はフロン冷媒に比べて少なくなる。このため、従来の気液分離器では、二酸化炭素冷媒の場合に液冷媒とガス冷媒とが十分に分離されない。   Specifically, in a saturated state (vapor-liquid equilibrium state) at 17.5 ° C., the density ratio of the liquid refrigerant to the gas refrigerant for R410A, which is a kind of chlorofluorocarbon refrigerant, is 21, whereas for carbon dioxide The density ratio of the liquid refrigerant to the gas refrigerant is 4.5. In other words, the density ratio of carbon dioxide is much smaller than that of chlorofluorocarbon refrigerant. For this reason, even if the gas-liquid two-phase refrigerant is swirled, the difference in centrifugal force acting between the liquid refrigerant and the density of the gas refrigerant is relatively small. In this case, it is less than that of chlorofluorocarbon refrigerant. For this reason, in the conventional gas-liquid separator, in the case of a carbon dioxide refrigerant, the liquid refrigerant and the gas refrigerant are not sufficiently separated.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするこころは、冷媒が充填された冷媒回路に接続される気液分離器において、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いる場合の分離性能を向上させることにある。   The present invention has been made in view of the above points, and the purpose of the present invention is to achieve separation performance when a carbon dioxide refrigerant is used as a refrigerant in a gas-liquid separator connected to a refrigerant circuit filled with the refrigerant. Is to improve.

第１の発明は、冷媒として二酸化炭素が充填された冷媒回路（10）に接続される気液分離器（35）を対象とする。そして、この気液分離器（35）は、気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するための容器本体（34）と、上記容器本体（34）内に冷媒を流入させる流入管（28）と、上記容器本体（34）からガス冷媒を流出させるガス流出管（27）と、
上記容器本体（34）から液冷媒を流出させる液流出管（29）と、上記流入管（28）から上記容器本体（34）内へ流入した冷媒の流れを旋回させて該冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離させる分離手段（23）と、上記分離手段（23）から上記ガス流出管（27）へ向かう冷媒が通過して、通過する冷媒中の液冷媒を捕捉する液捕捉手段（12）と、上記分離手段（23）によって分離されて容器本体（34）の底部に溜まった液冷媒の乱れを抑制する乱れ抑制手段（13）とを備えている。 The first invention is directed to a gas-liquid separator (35) connected to a refrigerant circuit (10) filled with carbon dioxide as a refrigerant. The gas-liquid separator (35) includes a container body (34) for separating the gas-liquid two-phase refrigerant into liquid refrigerant and gas refrigerant, and an inflow pipe for allowing the refrigerant to flow into the container body (34). (28), a gas outflow pipe (27) through which the gas refrigerant flows out from the container body (34),
A liquid outflow pipe (29) for causing liquid refrigerant to flow out of the container body (34), and a flow of the refrigerant flowing into the container body (34) from the inflow pipe (28) are swirled so that the refrigerant becomes liquid refrigerant. Separation means (23) that separates into gas refrigerant, and liquid capture means (12) that captures the liquid refrigerant in the refrigerant that passes through the refrigerant flowing from the separation means (23) toward the gas outflow pipe (27). ) And turbulence suppression means (13) that suppresses turbulence of the liquid refrigerant that has been separated by the separation means (23) and accumulated at the bottom of the container body (34).

第１の発明では、容器本体（34）に流入した冷媒が、分離手段（23）によって容器本体（34）内を旋回する。気液二相冷媒が旋回すると、遠心力の作用によって液冷媒の多くが、ガス冷媒から分離される。ガス冷媒から分離された液冷媒は、容器本体（34）の底部に向かって移動して、該底部に貯留される。   In the first invention, the refrigerant that has flowed into the container main body (34) swirls within the container main body (34) by the separating means (23). When the gas-liquid two-phase refrigerant swirls, most of the liquid refrigerant is separated from the gas refrigerant by the action of centrifugal force. The liquid refrigerant separated from the gas refrigerant moves toward the bottom of the container body (34) and is stored in the bottom.

一方、旋回流ではガス冷媒から分離されなかった液冷媒を含む冷媒は、ガス流出管（27）へ向かって流れ、液捕捉手段（12）を通過する。その際、冷媒中の液冷媒が、液捕捉手段（12）によって捕捉される。この第１の発明では、冷媒が二酸化炭素冷媒であるため、旋回流だけではガス冷媒から分離されない液冷媒の量が比較的多くなるが、ガス流出管（27）へ向かう冷媒中の液冷媒が、液捕捉手段（12）で捕捉される。捕捉された液冷媒は、容器本体（34）の底部に貯留される。   On the other hand, the refrigerant containing the liquid refrigerant that has not been separated from the gas refrigerant in the swirling flow flows toward the gas outflow pipe (27) and passes through the liquid capturing means (12). At that time, the liquid refrigerant in the refrigerant is captured by the liquid capturing means (12). In the first aspect of the invention, since the refrigerant is a carbon dioxide refrigerant, the amount of liquid refrigerant that is not separated from the gas refrigerant only by the swirl flow is relatively large, but the liquid refrigerant in the refrigerant toward the gas outflow pipe (27) The liquid is captured by the liquid capturing means (12). The captured liquid refrigerant is stored at the bottom of the container body (34).

また、この第１の発明では、容器本体（34）の底部に溜まる液冷媒の乱れを抑制する乱れ抑制手段（13）が設けられている。このため、底部に溜まる液冷媒にガス冷媒の気泡が生じることが抑制される。そして、ガス冷媒が液流出管（29）から流出することが抑制される。   Moreover, in this 1st invention, the disorder | damage | failure suppression means (13) which suppresses the disorder | damage | failure of the liquid refrigerant collected at the bottom part of the container main body (34) is provided. For this reason, it is suppressed that the bubble of a gas refrigerant arises in the liquid refrigerant collected on the bottom. And it is controlled that gas refrigerant flows out from a liquid outflow pipe (29).

第２の発明は、上記第１の発明において、上記液捕捉手段（12）が、空隙率が９０％以上のデミスタによって構成されている。   In a second aspect based on the first aspect, the liquid capturing means (12) is constituted by a demister having a porosity of 90% or more.

第２の発明では、液捕捉手段（12）として、空隙率が９０％以上のデミスタを用いている。ところで、デミスタでは、一般に空隙率が小さい方が隙間が小さくなるので、通過する液冷媒を多く捕捉することが可能である。しかし、隙間が小さい場合には、捕捉した液冷媒が落下しにくくなるので、液冷媒同士が結合した液滴が、デミスタにおけるガス冷媒の通路の多くの部分を塞ぐ状態になる。このため、そのデミスタにおいてガス冷媒の通路を塞ぐ液冷媒が、ガス冷媒の流れによって引きちぎられて、ガス冷媒と共にガス流出管（27）から流出する場合がある。この第２の発明では、液冷媒がデミスタにおけるガス冷媒の通路の多くの部分を塞ぐ前に落下するように、空隙率が９０％以上のデミスタを用いている。   In the second invention, a demister having a porosity of 90% or more is used as the liquid capturing means (12). By the way, in the demister, since the gap is generally smaller when the porosity is smaller, it is possible to capture a large amount of liquid refrigerant passing therethrough. However, when the gap is small, the captured liquid refrigerant is unlikely to drop, so that the liquid droplets combined with each other are in a state where many portions of the gas refrigerant passage in the demister are blocked. For this reason, the liquid refrigerant that closes the passage of the gas refrigerant in the demister is sometimes torn off by the flow of the gas refrigerant and flows out of the gas outlet pipe (27) together with the gas refrigerant. In the second aspect of the invention, a demister having a porosity of 90% or more is used so that the liquid refrigerant falls before closing a large part of the gas refrigerant passage in the demister.

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記容器本体（34）が、円筒状に形成される一方、上記液捕捉手段（12）は、デミスタによって構成されており、該デミスタの厚みが上記容器本体（34）の内径よりも小さくなっている。   According to a third invention, in the first or second invention, the container body (34) is formed in a cylindrical shape, while the liquid capturing means (12) is constituted by a demister. Is smaller than the inner diameter of the container body (34).

第３の発明では、液捕捉手段（12）を構成するデミスタの厚みを、上記容器本体（34）の内径よりも小さくしている。ところで、デミスタの厚みを大きくする方が、デミスタに衝突することなく通過する液冷媒の量が少なくなるので、デミスタによって多くの液冷媒を捕捉することが可能である。しかし、デミスタの厚みを容器本体（34）の内径に等しくした場合と、デミスタの厚みを容器本体（34）の内径より小さくした場合とを実験によって比較すると、デミスタによって分離される液冷媒の量にほとんど差がないという結果になった。つまり、ある一定以上の厚さを超えるとデミスタの厚みを大きくしても、気液分離器（35）の分離性能が向上しないことが判明した。このため、分離性能が向上しないのにデミスタの厚みを大きくすると、デミスタを通過する際の冷媒の圧力損失が大きくなるだけであるため、この第３の発明では、デミスタの厚みを上記容器本体（34）の内径よりも小さくしている。   In the third invention, the thickness of the demister constituting the liquid capturing means (12) is made smaller than the inner diameter of the container body (34). By the way, when the thickness of the demister is increased, the amount of liquid refrigerant that passes without colliding with the demister is reduced, so that it is possible to capture a large amount of liquid refrigerant by the demister. However, when the thickness of the demister is made equal to the inner diameter of the container body (34) and the thickness of the demister is made smaller than the inner diameter of the container body (34), the amount of liquid refrigerant separated by the demister is compared. As a result, there was almost no difference. In other words, it has been found that when the thickness exceeds a certain level, the separation performance of the gas-liquid separator (35) is not improved even if the thickness of the demister is increased. For this reason, if the thickness of the demister is increased even though the separation performance is not improved, the pressure loss of the refrigerant when passing through the demister only increases, so in the third aspect of the invention, the thickness of the demister is set to the container body ( 34) smaller than the inner diameter.

第４の発明は、上記第１乃至第３の何れか１つの発明において、上記乱れ抑制手段（13）が、冷媒が流通する流通孔（19a）が形成されて、上記容器本体（34）内を流入管（28）が開口する空間と液流出管（29）が開口する空間とに区画するように設けられた板状部材（19）によって構成されており、上記板状部材（19）は、上記流通孔（19a）の占める面積の割合が５０％以下に形成されている。   According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the turbulence suppressing means (13) is formed with a flow hole (19a) through which a refrigerant flows, and the container body (34) Is constituted by a plate-like member (19) provided so as to partition into a space where the inflow pipe (28) opens and a space where the liquid outflow pipe (29) opens, the plate-like member (19) The proportion of the area occupied by the flow hole (19a) is 50% or less.

第４の発明では、乱れ抑制手段（13）として、流通孔（19a）が形成された板状部材（19）を用いている。板状部材（19）では、流通孔（19a）の占める面積の割合が５０％以下になっている。   In 4th invention, the plate-shaped member (19) in which the flow hole (19a) was formed is used as a disturbance suppression means (13). In the plate member (19), the proportion of the area occupied by the flow hole (19a) is 50% or less.

第５の発明は、上記第１乃至第４の何れか１つの発明において、上記容器本体（34）が、円筒状に形成される一方、上記乱れ抑制手段（13）を構成する部材は、上記流入管（28）の出口までの距離が上記容器本体（34）の内径よりも長くなる位置に設けられている。   According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the container body (34) is formed in a cylindrical shape, while the member constituting the turbulence suppressing means (13) The distance to the outlet of the inflow pipe (28) is provided at a position where it is longer than the inner diameter of the container body (34).

第５の発明では、流入管（28）の出口までの距離が容器本体（34）の内径よりも大きくなるように、乱れ抑制手段（13）を構成する部材を設けている。つまり、流入管（28）の出口と乱れ抑制手段（13）を構成する部材との間に容器本体（34）の内径以上の距離を確保している。   In the fifth invention, the member constituting the turbulence suppressing means (13) is provided so that the distance to the outlet of the inflow pipe (28) is larger than the inner diameter of the container body (34). That is, a distance equal to or larger than the inner diameter of the container main body (34) is secured between the outlet of the inflow pipe (28) and the member constituting the turbulence suppressing means (13).

本発明によれば、液捕捉手段（12）によって液冷媒がガス流出管（27）から流出することを抑制されると共に、乱れ抑制手段（13）によってガス冷媒が液流出管（29）から流出することが抑制される。つまり、乱れ抑制手段（13）と液捕捉手段（12）との両方を設けることで、十分なガス分離効率と、十分な液分離効率とが得られるようになる。従って、気液分離器（35）の分離性能を向上させることができる。   According to the present invention, the liquid trapping means (12) prevents the liquid refrigerant from flowing out of the gas outflow pipe (27), and the turbulence suppression means (13) causes the gas refrigerant to flow out of the liquid outflow pipe (29). Is suppressed. That is, by providing both the turbulence suppressing means (13) and the liquid trapping means (12), sufficient gas separation efficiency and sufficient liquid separation efficiency can be obtained. Therefore, the separation performance of the gas-liquid separator (35) can be improved.

なお、ガス分離効率とは、気液分離器（35）に流入する気液二相冷媒のガス冷媒のうち、液冷媒から分離して、気液分離器（35）のガス流出管（27）から流出するガス冷媒の割合をいう。液分離効率とは、気液分離器（35）に流入する気液二相冷媒の液冷媒のうち、ガス冷媒から分離して、気液分離器（35）の液流出管（29）から流出する液冷媒の割合をいう。   The gas separation efficiency refers to the gas outflow pipe (27) of the gas-liquid separator (35) separated from the liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the gas-liquid separator (35). The ratio of the gas refrigerant flowing out from. Liquid separation efficiency is the gas-liquid two-phase refrigerant liquid refrigerant flowing into the gas-liquid separator (35), separated from the gas refrigerant, and outflowed from the liquid outlet pipe (29) of the gas-liquid separator (35) The ratio of liquid refrigerant to be used.

また、上記第２の発明では、液冷媒がデミスタにおけるガス冷媒の通路の多くの部分を塞ぐ前に落下するように、空隙率が９０％以上のデミスタを用いている。このため、液冷媒がデミスタにおけるガス冷媒の通路の多くの部分を塞ぐ状態にはならない。このため、液捕捉手段（12）によって捕捉された液冷媒のほとんどが、落下して容器本体（34）に溜まり液流出管（29）から流出するので、液分離性能を向上させることができる。   In the second aspect of the invention, the demister having a porosity of 90% or more is used so that the liquid refrigerant falls before closing a large part of the gas refrigerant passage in the demister. For this reason, the liquid refrigerant does not block many portions of the gas refrigerant passage in the demister. For this reason, most of the liquid refrigerant captured by the liquid capturing means (12) falls and accumulates in the container body (34) and flows out from the liquid outflow pipe (29), so that the liquid separation performance can be improved.

また、上記第３の発明では、ある一定以上の厚さを超えるとデミスタの厚みを大きくしても気液分離器（35）の分離性能が向上せず、デミスタを通過する冷媒の圧力損失が増大するだけであるため、デミスタの厚みを上記容器本体（34）の内径よりも小さくしている。このため、ガス分離効率の高い気液分離器（35）を内部での冷媒の圧力損失を増大させることなく構成することができる。   In the third aspect of the invention, if the thickness exceeds a certain value, the separation performance of the gas-liquid separator (35) is not improved even if the thickness of the demister is increased, and the pressure loss of the refrigerant passing through the demister is reduced. Since it only increases, the thickness of the demister is made smaller than the inner diameter of the container body (34). For this reason, a gas-liquid separator (35) with high gas separation efficiency can be configured without increasing the pressure loss of the refrigerant inside.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態は、本発明に係る気液分離器（35）を備える冷凍装置（20）である。本実施形態の冷凍装置（20）は、空気調和装置として構成されている。冷凍装置（20）は、図１に示すように、１台の室外ユニット（64）と３台の室内ユニット（63a,63b,63c）とを備えている。なお、室内ユニット（63）の台数は、単なる例示である。冷凍装置（20）は、冷房運転と暖房運転とを選択することができるように構成されている。   This embodiment is a refrigeration apparatus (20) provided with a gas-liquid separator (35) according to the present invention. The refrigeration apparatus (20) of the present embodiment is configured as an air conditioner. As shown in FIG. 1, the refrigeration apparatus (20) includes one outdoor unit (64) and three indoor units (63a, 63b, 63c). The number of indoor units (63) is merely an example. The refrigeration apparatus (20) is configured to be able to select between a cooling operation and a heating operation.

本実施形態の冷凍装置（20）は、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）が充填された冷媒回路（10）を備えている。冷媒回路（10）では、冷媒（ＣＯ２）を循環させて蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷凍サイクルでは、冷凍サイクルの高圧が二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定される。 The refrigeration apparatus (20) of the present embodiment includes a refrigerant circuit (10) filled with carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant. In the refrigerant circuit (10), a refrigerant (CO 2 ) is circulated to perform a vapor compression refrigeration cycle. In this refrigeration cycle, the high pressure of the refrigeration cycle is set to a value higher than the critical pressure of carbon dioxide.

冷媒回路（10）は、利用側回路である３つの室内回路（11a,11b,11c）と、熱源側回路である１つの室外回路（14）とを備えている。これらの室内回路（11a,11b,11c）は、第１連絡管（15）及び第２連絡管（16）によって室外回路（14）に対して互いに並列に接続されている。   The refrigerant circuit (10) includes three indoor circuits (11a, 11b, 11c) that are use side circuits and one outdoor circuit (14) that is a heat source side circuit. These indoor circuits (11a, 11b, 11c) are connected in parallel to the outdoor circuit (14) by the first connecting pipe (15) and the second connecting pipe (16).

《室外回路の構成》
室外回路（14）は、室外ユニット（64）に収容されている。室外回路（14）には、圧縮・膨張ユニット（26）、室外熱交換器（44）、気液分離器（35）、内部熱交換器（45）、四路切換弁（25）、及びブリッジ回路（24）が設けられている。室外ユニット（64）には、室外熱交換器（44）に室外空気を送るための室外ファンが設けられている（図示省略）。 《Outdoor circuit configuration》
The outdoor circuit (14) is accommodated in the outdoor unit (64). The outdoor circuit (14) includes a compression / expansion unit (26), an outdoor heat exchanger (44), a gas-liquid separator (35), an internal heat exchanger (45), a four-way selector valve (25), and a bridge. A circuit (24) is provided. The outdoor unit (64) is provided with an outdoor fan for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger (44) (not shown).

圧縮・膨張ユニット（26）は、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング（21）を備えている。ケーシング（21）内では、圧縮機（30）と膨張機（31）と電動機（32）とが収容されている。ケーシング（21）内では、圧縮機（30）、電動機（32）、及び膨張機（31）が１本の駆動軸によって互いに連結されている。   The compression / expansion unit (26) includes a casing (21) which is a vertically long and cylindrical sealed container. A compressor (30), an expander (31), and an electric motor (32) are accommodated in the casing (21). In the casing (21), the compressor (30), the electric motor (32), and the expander (31) are connected to each other by a single drive shaft.

圧縮機（30）及び膨張機（31）は、何れも容積型の流体機械（揺動ピストン型のロータリ流体機械、ローリングピストン型のロータリ流体機械、スクロール流体機械など）によって構成されている。圧縮機（30）は、吸入した冷媒（ＣＯ２）をその臨界圧力以上にまで圧縮する。膨張機（31）は、流入した冷媒（ＣＯ２）を膨張させて動力（膨張動力）を回収する。圧縮機（30）は、膨張機（31）で回収された動力と、電動機（32）へ通電して得られる動力との両方によって駆動される。電動機（32）には、図外のインバータから交流電力が供給される。圧縮機（30）は、電動機（32）へ供給される交流の周波数を変更することで、その容量が可変に構成されている。圧縮機（30）と膨張機（31）とは、常に同じ回転速度で回転する。 Each of the compressor (30) and the expander (31) is constituted by a positive displacement fluid machine (such as a swinging piston type rotary fluid machine, a rolling piston type rotary fluid machine, and a scroll fluid machine). The compressor (30) compresses the sucked refrigerant (CO 2 ) to the critical pressure or higher. The expander (31) expands the inflowing refrigerant (CO 2 ) to recover power (expansion power). The compressor (30) is driven by both the power recovered by the expander (31) and the power obtained by energizing the electric motor (32). AC power is supplied to the electric motor (32) from an inverter not shown. The compressor (30) is configured to have a variable capacity by changing the frequency of the alternating current supplied to the electric motor (32). The compressor (30) and the expander (31) always rotate at the same rotational speed.

熱源側熱交換器である室外熱交換器（44）は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器として構成されている。室外熱交換器（44）へは、室外ファンによって室外空気が供給される。室外熱交換器（44）では、室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（44）は、一端が四路切換弁（25）の第３のポートに接続され、他端がブリッジ回路（24）に接続されている。   The outdoor heat exchanger (44) which is a heat source side heat exchanger is configured as a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger. Outdoor air is supplied to the outdoor heat exchanger (44) by an outdoor fan. In the outdoor heat exchanger (44), heat is exchanged between the outdoor air and the refrigerant. One end of the outdoor heat exchanger (44) is connected to the third port of the four-way switching valve (25), and the other end is connected to the bridge circuit (24).

気液分離器（35）は、図２に示すように、容器本体（34）と流入管（28）とガス流出管（27）と液流出管（29）とを備えている。容器本体（34）は、縦長で円筒状の密閉容器によって構成されている。容器本体（34）は、流入管（28）を介して膨張機（31）に接続されている。容器本体（34）は、ガス流出管（27）を介してブリッジ回路（24）に接続されている。容器本体（34）は、液流出管（29）を介して圧縮機（30）の吸入側に接続されている。   As shown in FIG. 2, the gas-liquid separator (35) includes a container body (34), an inflow pipe (28), a gas outflow pipe (27), and a liquid outflow pipe (29). The container body (34) is a vertically long and cylindrical sealed container. The container body (34) is connected to the expander (31) through the inflow pipe (28). The container body (34) is connected to the bridge circuit (24) via the gas outflow pipe (27). The container body (34) is connected to the suction side of the compressor (30) via the liquid outflow pipe (29).

流入管（28）は、容器本体（34）の側面の上寄りの位置に接続されている。流入管（28）は、出口が容器本体（34）のガス相部分に開口するように接続されている。また、流入管（28）は、図３に示すように、容器本体（34）の接線方向に沿うように接続されている。容器本体（34）内では、流入管（28）から流入した気液二相冷媒が容器本体（34）の内周面に沿うように流れることで、後述する液捕捉手段（12）と乱れ抑制手段（13）との間に、気液二相冷媒の旋回流が形成される。液捕捉手段（12）と乱れ抑制手段（13）との間では、流入管（28）から容器本体（34）内へ流入した気液二相冷媒が旋回流によって液冷媒とガス冷媒とに分離される。気液分離器（35）では、流入管（28）を容器本体（34）の接線方向に接続する構造が、分離手段（23）を構成している。   The inflow pipe (28) is connected to an upper position on the side surface of the container body (34). The inflow pipe (28) is connected so that the outlet opens to the gas phase portion of the container body (34). Further, as shown in FIG. 3, the inflow pipe (28) is connected along the tangential direction of the container body (34). In the container main body (34), the gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the inflow pipe (28) flows along the inner peripheral surface of the container main body (34), thereby suppressing turbulence with the liquid capturing means (12) described later. A swirling flow of the gas-liquid two-phase refrigerant is formed between the means (13). Between the liquid trapping means (12) and the turbulence suppressing means (13), the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the container body (34) from the inlet pipe (28) is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant by the swirling flow. Is done. In the gas-liquid separator (35), the structure in which the inflow pipe (28) is connected in the tangential direction of the container body (34) constitutes the separation means (23).

ガス流出管（27）は、容器本体（34）の頂部を貫通している。ガス流出管（27）は、入口が容器本体（34）のガス相部分に開口するように接続されている。ガス流出管（27）は、後述する液捕捉手段（12）の上方に開口している。   The gas outflow pipe (27) passes through the top of the container body (34). The gas outflow pipe (27) is connected so that the inlet opens to the gas phase portion of the container body (34). The gas outflow pipe (27) opens above a liquid capturing means (12) described later.

一方、液流出管（29）は、容器本体（34）の下寄りの位置を貫通している。液流出管（29）は、容器本体（34）内で下方に折れ曲がって、出口が容器本体（34）の底面に対面している。液流出管（29）は、入口が容器本体（34）の液相部分に開口するように接続されている。   On the other hand, the liquid outflow pipe (29) penetrates the lower position of the container body (34). The liquid outflow pipe (29) is bent downward in the container main body (34), and the outlet faces the bottom surface of the container main body (34). The liquid outflow pipe (29) is connected such that the inlet opens to the liquid phase portion of the container body (34).

この実施形態の気液分離器（35）には、液捕捉手段（12）と乱れ抑制手段（13）とが設けられている。液捕捉手段（12）は、流入管（28）の出口とガス流出管（27）の入口との間に配置されている。乱れ抑制手段（13）は、流入管（28）の出口と液流出管（29）の入口との間に配置されている。   The gas-liquid separator (35) of this embodiment is provided with a liquid capturing means (12) and a turbulence suppressing means (13). The liquid capturing means (12) is disposed between the outlet of the inflow pipe (28) and the inlet of the gas outflow pipe (27). The turbulence suppressing means (13) is disposed between the outlet of the inflow pipe (28) and the inlet of the liquid outflow pipe (29).

液捕捉手段（12）は、ワイヤメッシュ型のデミスタによって構成されている。液捕捉手段（12）には、空隙率が９５％のデミスタが用いられている。液捕捉手段（12）は、円柱状に形成され、直径が容器本体（34）の内径と等しくなっている。液捕捉手段（12）の厚みは、容器本体（34）の内径よりも小さくなっている。液捕捉手段（12）は、外周が全周に亘って液捕捉手段（12）の内周に当接するように設けられている。   The liquid capturing means (12) is configured by a wire mesh demister. As the liquid capturing means (12), a demister having a porosity of 95% is used. The liquid capturing means (12) is formed in a cylindrical shape and has a diameter equal to the inner diameter of the container body (34). The thickness of the liquid capturing means (12) is smaller than the inner diameter of the container body (34). The liquid trapping means (12) is provided so that the outer periphery is in contact with the inner periphery of the liquid trapping means (12) over the entire circumference.

乱れ抑制手段（13）は、鋼製の板状部材（19）を３枚備えている。各板状部材（19）は、冷媒が流通する円形の流通孔（19a）が複数形成されたパンチングプレートとして構成されている。各板状部材（19）では、流通孔（19a）の合計面積が全面積の５０％になるように流通孔（19a）が形成されている。各板状部材（19）は、円板状に形成され、直径が容器本体（34）の内径と等しくなっている。３枚の板状部材（19）は、それぞれが容器本体（34）の内部空間を上下に区画するように等間隔に配置されている。乱れ抑制手段（13）は、最も上側の板状部材（19）の上面と流入管（28）の下端との距離が容器本体（34）の内径より大きくなるように設けられている。   The turbulence suppressing means (13) includes three steel plate-like members (19). Each plate-like member (19) is configured as a punching plate in which a plurality of circular circulation holes (19a) through which a refrigerant flows are formed. In each plate-like member (19), the circulation holes (19a) are formed so that the total area of the circulation holes (19a) is 50% of the total area. Each plate-like member (19) is formed in a disc shape and has a diameter equal to the inner diameter of the container body (34). The three plate-like members (19) are arranged at equal intervals so as to divide the internal space of the container body (34) vertically. The turbulence suppressing means (13) is provided such that the distance between the upper surface of the uppermost plate-like member (19) and the lower end of the inflow pipe (28) is larger than the inner diameter of the container body (34).

また、室外回路（14）では、ガス流出管（27）と圧縮機（30）の吸入側との間には、ガス配管（37）が設けられている。ガス配管（37）には、開度可変の電子膨張弁によって構成されたガス調節弁（36）が設けられている。また、液流出管（29）とブリッジ回路（24）との間には、液配管（38）が設けられている。   In the outdoor circuit (14), a gas pipe (37) is provided between the gas outflow pipe (27) and the suction side of the compressor (30). The gas pipe (37) is provided with a gas control valve (36) constituted by an electronic expansion valve having a variable opening. A liquid pipe (38) is provided between the liquid outflow pipe (29) and the bridge circuit (24).

内部熱交換器（45）は、ガス配管（37）と液配管（38）とに跨って設けられている。内部熱交換器（45）は、液配管（38）の途中に設置された第１流路（46）と、ガス配管（37）の途中に設置された第２流路（47）とを備えている。内部熱交換器（45）では、第１流路（46）と第２流路（47）とが互いに隣接する状態で配置され、第１流路（46）の冷媒と第２流路（47）の冷媒とが熱交換を行うように構成されている。   The internal heat exchanger (45) is provided across the gas pipe (37) and the liquid pipe (38). The internal heat exchanger (45) includes a first channel (46) installed in the middle of the liquid pipe (38) and a second channel (47) installed in the middle of the gas pipe (37). ing. In the internal heat exchanger (45), the first flow path (46) and the second flow path (47) are arranged adjacent to each other, and the refrigerant in the first flow path (46) and the second flow path (47) ) Refrigerant for heat exchange.

ブリッジ回路（24）は、４つの逆止弁（CV-1〜CV-4）をブリッジ状に接続したものである。このブリッジ回路（24）における第１逆止弁（CV-1）及び第４逆止弁（CV-4）の流入側には、液配管（38）が接続されている。第２逆止弁（CV-2）及び第３逆止弁（CV-3）の流出側は、膨張機（31）の流入側に接続されている。第１逆止弁（CV-1）の流出側及び第２逆止弁（CV-2）の流入側は、第１閉鎖弁（17）に接続されている。第３逆止弁（CV-3）の流入側及び第４逆止弁（CV-4）の流出側は、室外熱交換器（44）に接続されている。   The bridge circuit (24) is formed by connecting four check valves (CV-1 to CV-4) in a bridge shape. A liquid pipe (38) is connected to the inflow side of the first check valve (CV-1) and the fourth check valve (CV-4) in the bridge circuit (24). The outflow sides of the second check valve (CV-2) and the third check valve (CV-3) are connected to the inflow side of the expander (31). The outflow side of the first check valve (CV-1) and the inflow side of the second check valve (CV-2) are connected to the first closing valve (17). The inflow side of the third check valve (CV-3) and the outflow side of the fourth check valve (CV-4) are connected to the outdoor heat exchanger (44).

四路切換弁（25）の第１のポートは、圧縮機（30）の吸入側に接続されている。第２のポートは、第２閉鎖弁（18）に接続されている。第３のポートは、室外熱交換器（44）に接続されている。第４のポートは、圧縮機（30）の吐出側に接続されている。四路切換弁（25）は、第１のポートと第２のポートとが連通して第３のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に実線で示す第１状態）と、第１のポートと第３のポートとが連通して第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に破線で示す第２状態）とが切り換え自在に構成されている。   The first port of the four-way switching valve (25) is connected to the suction side of the compressor (30). The second port is connected to the second closing valve (18). The third port is connected to the outdoor heat exchanger (44). The fourth port is connected to the discharge side of the compressor (30). The four-way selector valve (25) has a state in which the first port and the second port communicate with each other and the third port and the fourth port communicate with each other (a first state indicated by a solid line in FIG. 1); A state in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other (second state indicated by a broken line in FIG. 1) can be switched.

《室内回路の構成》
各室内回路（11a,11b,11c）は、各室内ユニット（63a,63b,63c）に１つずつ収容されている。各室内回路（11）には、そのガス側端から液側端へ向かって順に、利用側熱交換器である室内熱交換器（41a,41b,41c）と、利用側調節弁である室内膨張弁（53a,53b,53c）とが設けられている。各室内ユニット（63）には、各室内熱交換器（41）に室内空気を送るための室内ファンが設けられている（図示省略）。 《Indoor circuit configuration》
Each indoor circuit (11a, 11b, 11c) is accommodated in each indoor unit (63a, 63b, 63c). Each indoor circuit (11) has an indoor heat exchanger (41a, 41b, 41c) that is a use side heat exchanger and an indoor expansion that is a use side control valve in order from the gas side end to the liquid side end. Valves (53a, 53b, 53c) are provided. Each indoor unit (63) is provided with an indoor fan for sending room air to each indoor heat exchanger (41) (not shown).

室内熱交換器（41）は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。室内熱交換器（41）へは、室内ファンによって室内空気が供給される。室内熱交換器（41）では、室内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。また、室内膨張弁（53）は、開度可変の電子膨張弁によって構成されている。   The indoor heat exchanger (41) is configured by a cross fin type fin-and-tube heat exchanger. Indoor air is supplied to the indoor heat exchanger (41) by an indoor fan. In the indoor heat exchanger (41), heat is exchanged between the indoor air and the refrigerant. The indoor expansion valve (53) is an electronic expansion valve with a variable opening.

−運転動作−
上記冷凍装置（20）の運転動作について説明する。この冷凍装置（20）は、冷房運転と暖房運転との切り換えが四路切換弁（33）によって行われる。 -Driving action-
The operation of the refrigeration apparatus (20) will be described. In the refrigeration apparatus (20), switching between the cooling operation and the heating operation is performed by the four-way switching valve (33).

《冷房運転》
冷房運転時には、四路切換弁（25）が図１に実線で示す第１状態に設定される。各室内ユニット（61）では、室内膨張弁（51）の開度が個別に調節される。また、ガス調節弁（36）は、開度が適宜調節される。この状態で圧縮機（30）を駆動すると、冷媒回路（10）で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、室外熱交換器（44）が放熱器として機能し、各室内熱交換器（41）が蒸発器として機能する。 《Cooling operation》
During the cooling operation, the four-way selector valve (25) is set to the first state indicated by the solid line in FIG. In each indoor unit (61), the opening degree of the indoor expansion valve (51) is individually adjusted. The opening of the gas control valve (36) is adjusted as appropriate. When the compressor (30) is driven in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, the outdoor heat exchanger (44) functions as a radiator, and each indoor heat exchanger (41) functions as an evaporator.

具体的に、圧縮機（30）からは、臨界圧力よりも高圧となった冷媒が吐出される。この高圧の冷媒は、室外熱交換器（44）において室外空気へ放熱して冷却される。室外熱交換器（44）で放熱した冷媒は、膨張機（31）に流入して減圧され、気液分離器（35）の容器本体（34）に流入する。   Specifically, the refrigerant having a pressure higher than the critical pressure is discharged from the compressor (30). This high-pressure refrigerant is cooled by releasing heat to the outdoor air in the outdoor heat exchanger (44). The refrigerant that has dissipated heat in the outdoor heat exchanger (44) flows into the expander (31), is decompressed, and flows into the container body (34) of the gas-liquid separator (35).

容器本体（34）内では、上述したように、分離手段（23）によって気液二相流体の旋回流が形成される。気液二相流体の旋回流は、液捕捉手段（12）と乱れ抑制手段（13）との間に形成される。旋回流では、高密度の液冷媒と低密度のガス冷媒とに作用する遠心力が異なるので、ガス冷媒の多くが旋回流の内側へ集まり、液冷媒の多くが旋回流の外側に集まる。そして、外側の液冷媒が、容器本体（34）の内周面に付着して、ガス冷媒から分離される。容器本体（34）の内周面に付着した液冷媒は、内周面を伝って下方へ流れ、容器本体（34）の底部に貯留される。   In the container main body (34), as described above, a swirling flow of the gas-liquid two-phase fluid is formed by the separation means (23). A swirling flow of the gas-liquid two-phase fluid is formed between the liquid capturing means (12) and the turbulence suppressing means (13). In the swirling flow, the centrifugal force acting on the high-density liquid refrigerant and the low-density gas refrigerant is different, so that most of the gas refrigerant gathers inside the swirling flow and most of the liquid refrigerant gathers outside the swirling flow. Then, the outer liquid refrigerant adheres to the inner peripheral surface of the container body (34) and is separated from the gas refrigerant. The liquid refrigerant adhering to the inner peripheral surface of the container main body (34) flows downward along the inner peripheral surface, and is stored at the bottom of the container main body (34).

一方、分離手段（23）によってガス冷媒から分離されなかった液冷媒を含む気液二相冷媒は、ガス流出管（27）へ向かって上方へ流れ、液捕捉手段（12）を通過する。その際、気液二相冷媒に含まれている液冷媒の液滴が、液捕捉手段（12）に付着して捕捉される。捕捉された液冷媒の液滴は、他の液滴と結合してある程度の大きさになると、下方へ流れて落下する。この実施形態では、液捕捉手段（12）の空隙率が比較的大きいので、液冷媒がデミスタの隙間を塞ぐ前に落下する。落下した液滴は、液捕捉手段（12）へ向かう気液二相冷媒の流れに逆らって降下して、容器本体（34）の底部に貯留される。   On the other hand, the gas-liquid two-phase refrigerant containing the liquid refrigerant that has not been separated from the gas refrigerant by the separating means (23) flows upward toward the gas outflow pipe (27) and passes through the liquid capturing means (12). At that time, liquid refrigerant droplets contained in the gas-liquid two-phase refrigerant adhere to the liquid capturing means (12) and are captured. When the captured liquid refrigerant droplets are combined with other droplets and become a certain size, they flow downward and fall. In this embodiment, since the porosity of the liquid capturing means (12) is relatively large, the liquid refrigerant falls before closing the gap of the demister. The dropped liquid droplet descends against the flow of the gas-liquid two-phase refrigerant toward the liquid capturing means (12) and is stored at the bottom of the container body (34).

この実施形態では、冷媒が二酸化炭素であるため、旋回流だけではガス冷媒から分離されない液冷媒の量が比較的多くなるが、旋回流においてガス冷媒から分離されなかった液冷媒が、液捕捉手段（12）でガス冷媒から分離される。液捕捉手段（12）を通過したほとんど液冷媒を含まないガス冷媒は、ガス流出管（27）から流出し、ガス調節弁（36）で減圧された後に内部熱交換器（45）の第２流路（47）に流入する。   In this embodiment, since the refrigerant is carbon dioxide, the amount of liquid refrigerant that is not separated from the gas refrigerant by the swirling flow alone is relatively large, but the liquid refrigerant that has not been separated from the gas refrigerant in the swirling flow is the liquid trapping means. It is separated from the gas refrigerant at (12). The gas refrigerant containing almost no liquid refrigerant that has passed through the liquid trapping means (12) flows out from the gas outflow pipe (27) and is depressurized by the gas control valve (36), and then the second refrigerant in the internal heat exchanger (45). It flows into the flow path (47).

また、容器本体（34）内では、乱れ抑制手段（13）によって気液二相冷媒の旋回流によって容器本体（34）の底部に溜まる液冷媒が乱されることが抑制される。具体的に、板状部材（19）の流通孔（19a）には、旋回する気液二相冷媒の一部が流通する。気液二相冷媒の流速は、板状部材（19）を１枚通過するたびに低減される。このため、乱れ抑制手段（13）の上側から下側へ至るまでに、気液二相冷媒の流速は、３枚の板状部材（19）を通過することで大幅に低減されるので、最も下側の板状部材（19）の下方では気液二相冷媒の流速が小さくなる。従って、容器本体（34）の底部の液冷媒が気液二相冷媒によって乱されることが抑制されるので、液冷媒にガス冷媒の気泡が生じることが抑制される。液流出管（29）からは、ガス冷媒の気泡をほとんど含まない液冷媒が流出する。液流出管（29）から流出した液冷媒は、内部熱交換器（45）の第１流路（46）に流入する。   Further, in the container main body (34), the turbulence suppressing means (13) suppresses the disturbance of the liquid refrigerant accumulated at the bottom of the container main body (34) due to the swirling flow of the gas-liquid two-phase refrigerant. Specifically, a part of the swirling gas-liquid two-phase refrigerant flows through the flow hole (19a) of the plate-like member (19). The flow rate of the gas-liquid two-phase refrigerant is reduced each time one sheet of the plate-like member (19) is passed. For this reason, the flow rate of the gas-liquid two-phase refrigerant is greatly reduced by passing through the three plate-like members (19) from the upper side to the lower side of the turbulence suppressing means (13). Below the lower plate-like member (19), the flow rate of the gas-liquid two-phase refrigerant is reduced. Accordingly, since the liquid refrigerant at the bottom of the container body (34) is suppressed from being disturbed by the gas-liquid two-phase refrigerant, the generation of gas refrigerant bubbles in the liquid refrigerant is suppressed. From the liquid outflow pipe (29), the liquid refrigerant containing almost no gas refrigerant bubbles flows out. The liquid refrigerant flowing out from the liquid outflow pipe (29) flows into the first flow path (46) of the internal heat exchanger (45).

内部熱交換器（45）では、第１流路（46）の冷媒と第２流路（47）の冷媒との間で熱交換が行われ、第１流路（46）の冷媒が冷却されて過冷却状態になり、第２流路（47）の冷媒が加熱されて過熱状態になる。第１流路（46）を通過した液冷媒は、第１連絡管（15）を経て各室内回路（11）へ分配される。   In the internal heat exchanger (45), heat exchange is performed between the refrigerant in the first flow path (46) and the refrigerant in the second flow path (47), and the refrigerant in the first flow path (46) is cooled. As a result, the refrigerant enters the overcooling state, and the refrigerant in the second flow path (47) is heated to an overheated state. The liquid refrigerant that has passed through the first flow path (46) is distributed to each indoor circuit (11) through the first communication pipe (15).

各室内回路（11）では、分配された液冷媒が室内膨張弁（51）で減圧された後に室内熱交換器（41）へ流入する。室内熱交換器（41）では、低圧の冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。一方、室内空気は冷却されて室内へ供給される。室内熱交換器（41）で蒸発した冷媒は、第２連絡管（16）で合流して室外回路（14）へ流入し、第２流路（47）で過熱状態になった冷媒と合流して、圧縮機（30）へ吸入される。圧縮機（30）に吸入された冷媒は、再び圧縮されて吐出される。   In each indoor circuit (11), the distributed liquid refrigerant is decompressed by the indoor expansion valve (51) and then flows into the indoor heat exchanger (41). In the indoor heat exchanger (41), the low-pressure refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. On the other hand, the room air is cooled and supplied to the room. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (41) merges in the second connecting pipe (16), flows into the outdoor circuit (14), and merges with the refrigerant that has been overheated in the second flow path (47). And is sucked into the compressor (30). The refrigerant sucked into the compressor (30) is compressed again and discharged.

《暖房運転》
暖房運転時には、四路切換弁（25）が図１に破線で示す第２状態に設定される。各室内ユニット（61）では、膨張弁（51）の開度が個別に調節される。また、ガス調節弁（36）は、全開状態に保持される。この状態で圧縮機（30）を駆動すると、冷媒回路（10）で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、各室内熱交換器（41）が放熱器として機能し、室外熱交換器（44）が蒸発器として機能する。 《Heating operation》
During the heating operation, the four-way selector valve (25) is set to the second state indicated by a broken line in FIG. In each indoor unit (61), the opening degree of the expansion valve (51) is individually adjusted. Further, the gas control valve (36) is held in a fully opened state. When the compressor (30) is driven in this state, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (10) to perform a refrigeration cycle. At that time, each indoor heat exchanger (41) functions as a radiator, and the outdoor heat exchanger (44) functions as an evaporator.

具体的に、圧縮機（30）からは、臨界圧力よりも高圧となった冷媒が吐出される。この高圧の冷媒は、第２連絡管（16）を経て各室内回路（11）へ分配される。各室内回路（11）では、分配された冷媒が、室内熱交換器（41）で室内空気へ放熱して冷却される。一方、室内空気は加熱されて室内へ供給される。室内熱交換器（41）で冷却された冷媒は、第１連絡管（15）で合流して室外回路（14）へ流入する。   Specifically, the refrigerant having a pressure higher than the critical pressure is discharged from the compressor (30). This high-pressure refrigerant is distributed to each indoor circuit (11) through the second communication pipe (16). In each indoor circuit (11), the distributed refrigerant is radiated to indoor air by the indoor heat exchanger (41) and cooled. On the other hand, room air is heated and supplied indoors. The refrigerant cooled in the indoor heat exchanger (41) joins in the first communication pipe (15) and flows into the outdoor circuit (14).

室外回路（14）へ流入した冷媒は、膨張機（31）に流入して減圧される。膨張機（31）で減圧された冷媒は、上述したように、気液分離器（35）で液冷媒とガス冷媒とに分離される。気液分離器（35）内の液冷媒は、液流出管（29）から流出して室外熱交換器（44）へ流入する。室外熱交換器（44）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（44）で蒸発した冷媒は、気液分離器（35）のガス流出管（27）から流出したガス冷媒と合流した後に圧縮機（30）へ吸入され、再び圧縮されて吐出される。   The refrigerant that has flowed into the outdoor circuit (14) flows into the expander (31) and is depressurized. As described above, the refrigerant decompressed by the expander (31) is separated into the liquid refrigerant and the gas refrigerant by the gas-liquid separator (35). The liquid refrigerant in the gas-liquid separator (35) flows out from the liquid outflow pipe (29) and flows into the outdoor heat exchanger (44). In the outdoor heat exchanger (44), the refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (44) is combined with the gas refrigerant flowing out from the gas outlet pipe (27) of the gas-liquid separator (35), and then sucked into the compressor (30), compressed again, and discharged. Is done.

−実施形態の効果−
この実施形態では、液捕捉手段（12）によって液冷媒がガス流出管（27）から流出することを抑制されると共に、乱れ抑制手段（13）によってガス冷媒が液流出管（29）から流出することが抑制される。つまり、乱れ抑制手段（13）と液捕捉手段（12）との両方を設けることで、十分なガス分離効率と、十分な液分離効率とが得られるようになる。従って、気液分離器（35）の分離性能を向上させることができる。 -Effect of the embodiment-
In this embodiment, the liquid trapping means (12) suppresses the liquid refrigerant from flowing out of the gas outflow pipe (27), and the turbulence suppression means (13) flows out of the liquid refrigerant from the liquid outflow pipe (29). It is suppressed. That is, by providing both the turbulence suppressing means (13) and the liquid trapping means (12), sufficient gas separation efficiency and sufficient liquid separation efficiency can be obtained. Therefore, the separation performance of the gas-liquid separator (35) can be improved.

ここで、本実施形態の気液分離器（35）と従来の気液分離器とを比較するために行った実験結果を、図４に示す。タイプ１は、乱れ抑制手段（13）と液捕捉手段（12）とを両方とも有しない気液分離器である。タイプ２は、乱れ抑制手段（13）のみを有する気液分離器である。なお、この実験では、気液分離器（35）に流入する冷媒は、圧力が５．４ＭＰａ、エンタルピが３１１ｋＷ／ｋｇであった。   Here, FIG. 4 shows the results of an experiment conducted for comparing the gas-liquid separator (35) of the present embodiment with the conventional gas-liquid separator. Type 1 is a gas-liquid separator that does not have both the disturbance suppression means (13) and the liquid capture means (12). Type 2 is a gas-liquid separator having only the disturbance suppressing means (13). In this experiment, the refrigerant flowing into the gas-liquid separator (35) had a pressure of 5.4 MPa and an enthalpy of 311 kW / kg.

まず、タイプ１の気液分離器とタイプ２の気液分離器と比較すると、乱れ抑制手段（13）を設けることで、液分離効率及びガス分離効率が向上していることが分かる。また、タイプ２の気液分離器と本実施形態の気液分離器（35）と比較すると、液捕捉手段（12）を設けることで、ガス分離効率が向上していることが分かる。本実施形態の気液分離器（35）では、乱れ抑制手段（13）と液捕捉手段（12）との両方を設けることで、冷媒が二酸化炭素であっても、液分離効率とガス分離効率とが共に９９％に達していることが分かる。本実施形態の気液分離器（35）は、従来のタイプ２の気液分離器に比べてガス分離効率が１２％向上している。   First, when compared with a type 1 gas-liquid separator and a type 2 gas-liquid separator, it can be seen that the liquid separation efficiency and the gas separation efficiency are improved by providing the turbulence suppressing means (13). In addition, when comparing the gas / liquid separator of type 2 and the gas / liquid separator (35) of the present embodiment, it can be seen that the gas separation efficiency is improved by providing the liquid capturing means (12). In the gas-liquid separator (35) of this embodiment, by providing both the turbulence suppression means (13) and the liquid capture means (12), even if the refrigerant is carbon dioxide, the liquid separation efficiency and the gas separation efficiency It can be seen that both have reached 99%. The gas-liquid separator (35) of this embodiment has improved gas separation efficiency by 12% compared to the conventional type 2 gas-liquid separator.

また、この実施形態では、液冷媒がデミスタにおけるガス冷媒の通路の多くの部分を塞ぐ前に落下するように、空隙率が９５％のデミスタを用いている。このため、液冷媒がデミスタにおけるガス冷媒の通路の多くの部分を塞ぐ状態にはならない。このため、液捕捉手段（12）によって捕捉された液冷媒のほとんどが、落下して容器本体（34）に溜まり液流出管（29）から流出するので、液分離性能を向上させることができる。   Further, in this embodiment, a demister having a porosity of 95% is used so that the liquid refrigerant falls before closing many portions of the gas refrigerant passage in the demister. For this reason, the liquid refrigerant does not block many portions of the gas refrigerant passage in the demister. For this reason, most of the liquid refrigerant captured by the liquid capturing means (12) falls and accumulates in the container body (34) and flows out from the liquid outflow pipe (29), so that the liquid separation performance can be improved.

ここで、本実施形態の気液分離器（35）と、デミスタの空隙率が本実施形態に比べて低い気液分離器とを比較するために行った実験結果を、図４に示す。タイプ３は、液捕捉手段（12）として空隙率が８５％のデミスタを用いた気液分離器である。図４の示す結果によれば、デミスタにおける空隙率が大きい本実施形態の方が、空隙率が小さいタイプ３に比べてガス分離効率が高いことが分かる。   Here, FIG. 4 shows the result of an experiment conducted for comparing the gas-liquid separator (35) of the present embodiment with the gas-liquid separator having a lower demister porosity than that of the present embodiment. Type 3 is a gas-liquid separator using a demister having a porosity of 85% as the liquid capturing means (12). According to the results shown in FIG. 4, it can be seen that the gas separation efficiency is higher in the present embodiment having a larger void ratio in the demister than in the type 3 having a smaller void ratio.

また、この実施形態では、ある一定以上の厚さを超えると液捕捉手段（12）の厚みを大きくしても気液分離器（35）の分離性能が向上せず、液捕捉手段（12）を通過する冷媒の圧力損失が増大するだけであるため、液捕捉手段（12）の厚みを上記容器本体（34）の内径よりも小さくしている。このため、液分離効率の高い気液分離器（35）を内部での冷媒の圧力損失を増大させることなく構成することができる。   In this embodiment, if the thickness exceeds a certain value, the separation performance of the gas-liquid separator (35) is not improved even if the thickness of the liquid capturing means (12) is increased, and the liquid capturing means (12) Since the pressure loss of the refrigerant passing through the tank only increases, the thickness of the liquid capturing means (12) is made smaller than the inner diameter of the container body (34). For this reason, a gas-liquid separator (35) with high liquid separation efficiency can be comprised, without increasing the pressure loss of a refrigerant | coolant inside.

−実施形態の変形例−
実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図５に示すように、圧縮・膨張ユニット（26）に、低段側圧縮機（30a）と高段側圧縮機（30b）との２つの圧縮機が設けられている。低段側圧縮機（30a）と高段側圧縮機（30b）とは互いに直列に接続されている。また、ガス配管（37）は、高段側圧縮機（30b）の吸入側に接続されている。 -Modification of the embodiment-
A modification of the embodiment will be described. In this modification, as shown in FIG. 5, the compression / expansion unit (26) is provided with two compressors, a low-stage compressor (30a) and a high-stage compressor (30b). The low stage compressor (30a) and the high stage compressor (30b) are connected in series with each other. The gas pipe (37) is connected to the suction side of the high stage compressor (30b).

この変形例の圧縮・膨張ユニット（26）では、低段側圧縮機（30a）に流入した冷媒が、低段側圧縮機（30a）で圧縮されて吐出される。低段側圧縮機（30a）から吐出された中間圧の冷媒は、気液分離器（35）から流出する中間圧のガス冷媒と合流し、高段側圧縮機（30b）に吸入される。高段側圧縮機（30b）では、中間圧の冷媒が高圧になるように圧縮される。この変形例では、気液分離器（35）が、２段圧縮冷凍サイクルの中間圧の冷媒の気液分離に用いられている。   In the compression / expansion unit (26) of this modification, the refrigerant flowing into the low-stage compressor (30a) is compressed and discharged by the low-stage compressor (30a). The intermediate-pressure refrigerant discharged from the low-stage compressor (30a) merges with the intermediate-pressure gas refrigerant flowing out from the gas-liquid separator (35), and is sucked into the high-stage compressor (30b). In the high stage side compressor (30b), the intermediate pressure refrigerant is compressed so as to become a high pressure. In this modification, a gas-liquid separator (35) is used for gas-liquid separation of an intermediate-pressure refrigerant in a two-stage compression refrigeration cycle.

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。 << Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as following structures.

上記実施形態について、液捕捉手段（12）に、空隙率が９０％のデミスタを用いてもよい。なお、デミスタの空隙率は、９０％以上であればよい。   About the said embodiment, you may use the demister whose porosity is 90% for a liquid capture | acquisition means (12). The porosity of the demister may be 90% or more.

また、上記実施形態について、乱れ抑制手段（13）を構成する板状部材（19）における流通孔（19a）の合計面積が、板状部材（19）の全面積の５０％以下の値（例えば４０％）であってよい。また、板状部材（19）の枚数が、１枚であっても２枚であってもよく、４枚以上であってもよい。   Moreover, about the said embodiment, the total area of the flow hole (19a) in the plate-shaped member (19) which comprises a disorder | damage | failure suppression means (13) is a value (for example, 50% or less of the total area of a plate-shaped member (19) (for example, 40%). Further, the number of plate-like members (19) may be one, two, or four or more.

また、上記実施形態については、冷凍装置（20）が空調機以外の冷凍装置（例えば、冷蔵庫、冷凍庫）であってもよい。   Moreover, about the said embodiment, freezing apparatuses (for example, a refrigerator, a freezer) may be sufficient as freezing apparatuses (20) other than an air conditioner.

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。   In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、本発明は、冷媒が充填された冷媒回路に接続される気液分離器について有用である。   As described above, the present invention is useful for a gas-liquid separator connected to a refrigerant circuit filled with a refrigerant.

実施形態に係る空調機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning machine which concerns on embodiment. 実施形態に係る気液分離器の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the gas-liquid separator which concerns on embodiment. 実施形態に係る気液分離器の横断面図である。It is a cross-sectional view of the gas-liquid separator which concerns on embodiment. 実施形態に係る気液分離器と他のタイプの気液分離器とのガス分離効率及び液分離効率を表す図表である。It is a chart showing the gas separation efficiency and liquid separation efficiency of the gas-liquid separator which concerns on embodiment, and another type of gas-liquid separator. 実施形態の変形例に係る空調機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the air conditioning machine which concerns on the modification of embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 冷媒回路
１２ 液捕捉手段
１３ 乱れ抑制手段
１９ 板状部材
１９ａ 流通孔
２３ 分離手段
２７ ガス流出管
２８ 流入管
２９ 液流出管
３４ 容器本体
３５ 気液分離器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Refrigerant circuit 12 Liquid capture | acquisition means 13 Disturbance suppression means 19 Plate member 19a Flow hole 23 Separation means 27 Gas outflow pipe 28 Inflow pipe 29 Liquid outflow pipe 34 Container main body 35 Gas-liquid separator

Claims (5)

冷媒として二酸化炭素が充填された冷媒回路（10）に接続される気液分離器であって、
気液二相冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するための容器本体（34）と、
上記容器本体（34）内に冷媒を流入させる流入管（28）と、
上記容器本体（34）からガス冷媒を流出させるガス流出管（27）と、
上記容器本体（34）から液冷媒を流出させる液流出管（29）と、
上記流入管（28）から上記容器本体（34）内へ流入した冷媒の流れを旋回させて該冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離させる分離手段（23）と、
上記分離手段（23）から上記ガス流出管（27）へ向かう冷媒が通過して、通過する冷媒中の液冷媒を捕捉する液捕捉手段（12）と、
上記分離手段（23）によって分離されて容器本体（34）の底部に溜まった液冷媒の乱れを抑制する乱れ抑制手段（13）とを備えていることを特徴とする気液分離器。 A gas-liquid separator connected to a refrigerant circuit (10) filled with carbon dioxide as a refrigerant,
A container body (34) for separating the gas-liquid two-phase refrigerant into a liquid refrigerant and a gas refrigerant;
An inflow pipe (28) for allowing the refrigerant to flow into the container body (34);
A gas outflow pipe (27) through which gas refrigerant flows out of the container body (34);
A liquid outflow pipe (29) through which liquid refrigerant flows out of the container body (34);
Separating means (23) for rotating the flow of the refrigerant flowing into the container body (34) from the inflow pipe (28) to separate the refrigerant into liquid refrigerant and gas refrigerant;
A liquid trapping means (12) for trapping the liquid refrigerant in the refrigerant passing through the refrigerant passing from the separation means (23) to the gas outflow pipe (27);
A gas-liquid separator, characterized by comprising turbulence suppression means (13) for suppressing turbulence of the liquid refrigerant separated by the separation means (23) and accumulated at the bottom of the container body (34). 請求項１において、
上記液捕捉手段（12）は、空隙率が９０％以上のデミスタによって構成されていることを特徴とする気液分離器。 In claim 1,
The gas-liquid separator, wherein the liquid capturing means (12) is constituted by a demister having a porosity of 90% or more. 請求項１において、
上記容器本体（34）は、円筒状に形成される一方、
上記液捕捉手段（12）は、デミスタによって構成されており、該デミスタの厚みが上記容器本体（34）の内径よりも小さくなっていることを特徴とする気液分離器。 In claim 1,
While the container body (34) is formed in a cylindrical shape,
The gas-liquid separator, wherein the liquid capturing means (12) is constituted by a demister, and the thickness of the demister is smaller than the inner diameter of the container body (34). 請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
上記乱れ抑制手段（13）は、冷媒が流通する流通孔（19a）が形成されて、上記容器本体（34）内を流入管（28）が開口する空間と液流出管（29）が開口する空間とに区画するように設けられた板状部材（19）によって構成されており、
上記板状部材（19）は、上記流通孔（19a）の占める面積の割合が５０％以下に形成されていることを特徴とする気液分離器。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The turbulence suppressing means (13) has a flow hole (19a) through which a refrigerant flows, and a space in which the inflow pipe (28) opens in the container body (34) and a liquid outflow pipe (29). It is composed of a plate-like member (19) provided so as to partition into a space,
The plate-shaped member (19) is a gas-liquid separator, wherein the proportion of the area occupied by the flow hole (19a) is 50% or less. 請求項１乃至４の何れか１つにおいて、
上記容器本体（34）は、円筒状に形成される一方、
上記乱れ抑制手段（13）を構成する部材は、上記流入管（28）の出口までの距離が上記容器本体（34）の内径よりも長くなる位置に設けられていることを特徴とする気液分離器。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
While the container body (34) is formed in a cylindrical shape,
The member constituting the turbulence suppressing means (13) is provided at a position where the distance to the outlet of the inflow pipe (28) is longer than the inner diameter of the container body (34). Separator.
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